B物理ゼミ Particle Detectors:Claus Grupen, Boris Shwartz （Particle id B物理ゼミ Particle Detectors:Claus Grupen, Boris Shwartz （Particle id. , DAQ & trigger, Luminosity measurement） 2010年6月3日 中野浩至
13.1.6 KLM ここ
13.1.6 KLM Radiation length (X ) Interaction length (λ ) ECL KLM 電子や が電磁シャワーを起こす長さの目安。 CsI で1.85cm。 Fe で1.8cm。 Interaction length (λ ) Hadronが強い相互作用で止められる目安 I CsI で36.9cm。 Fe で16.7cm。 15層の 検出層(RPC) で位置と時間 を測定 14層のFe層 ECL 30cm=16X KLM 4.7cm Fe x 14 = 3.9λ I 0.8λ I
Efficiency が高く、miss identify が低くなる位置を選ぶ。 13.2 PID 例えば電子の識別には以下のような特徴を用いる。 ECLでエネルギーのほとんどを落とすので、 CDCで測られた運動量とエネルギーの値が ほぼ同じ。 ECL ECLでのシャワーの形 ECLでシャワーが起きていて、 かつその方向に荷電粒子の軌跡があるか CDCでのdE/dx ACCでの光の量とTOFでの測定結果 Likelihood が計算される likelihood 1 Efficiency が高く、miss identify が低くなる位置を選ぶ。
13.2 PID このKとπが性能確認に使われる理由 (i) c d D π u πの電荷がわかれば、DかDか わかる。 (ii) + *+ u πの電荷がわかれば、DかDか わかる。 (ii) 左の反応は、右の反応よりも約20倍起こりやすい。 つまり、(i) のπと同じ電荷の粒子がπである確率が高い。 λ c u d K π W D + - s c u s K π W D + - λ
13.3 DAQ と trigger system トリガーの必要性 10 cm s = 10 nb s それぞれ1秒間に KEKのビーム交差回数は1600 x 10 回/s 。では、イベントの起こる回数は？ 5 34 -2 -1 -1 -1 10 cm s = 10 nb s 重心エネルギー 10.58GeVにて、 Υ（4S）、cc、ττ 等の反応断面積は それぞれ 1nb くらい それぞれ1秒間に 10回くらいのイベント 他にも、 Bhabha散乱や、散乱されたビームによるバックグラウンドがある。 これらは欲しいイベントよりも圧倒的に多い。 イベントの取得は500Hz以下に抑えたい。 トリガーの必要性
13.3 DAQ と trigger system 記憶するイベントと捨てるイベントを2.2 us の間に判断する。 判断されるまでは、情報は各種信号遅延素子上に保持される。 記憶するイベントを取り込む速度が、15 MB/s。 1イベント 30kB とすると、1秒間に取り込む事ができるイベント数は 500イベント。
13.4 Luminosity 測定と detector parformance 10 1バンチあたり、それぞれ 10 個 衝突点で 100um x 1um ( =10 cm x 10 cm ) に絞られる 1秒で 10 周するバンチが 10 ある (10^10 * 10^10 * 10^5 * 10^3) / (10^-2 * 10^-4) = 10 [cm s ] -2 -4 5 3 34 -2 -1 Luminosity測定にはBhabha散乱が使われる。 [Point] 断面積が大きい。 理論的に精度よく計算されている。
13.4 Luminosity 測定と detector parformance http://belle.kek.jp/evdisp/index.html からイベントが見られる Magnet KLM ACC ACC CDC SVD TOF,TSC